Rakiety napędzane chemikaliami są w stanie dostarczyć ludzi na Księżyc, Marsa, Wenus. Aby jednak zbadać inne planety Układu Słonecznego i wyjść poza jego granice, potrzebne są statki na paliwie jądrowym lub termojądrowym - eksplozje. RIA Novosti opowiada o wybuchowych projektach i szacowanym czasie misji międzyplanetarnej.
Zasada poruszania się statku kosmicznego pod wpływem energii ładunku jądrowego została sformułowana przez amerykańskiego naukowca Stanislava Ulama jeszcze przed erą kosmiczną, w 1947 roku. Zgodnie z jego pomysłem, detonację podczas kolejnych wybuchów jądrowych można złapać metalową osłoną przymocowaną do statku, a tym samym przyspieszyć.
W 1957 roku w Stanach Zjednoczonych w ramach projektu Orion rozpoczęto opracowywanie modelu jądrowego urządzenia napędowego i jego testowanie. Statek był przeznaczony dla wojska do przenoszenia głowic nuklearnych. Zawierał przedział z kasetami paliwowymi, osłonę popychacza, przedział ładunkowy. Wersja załogowa wymagała również zainstalowania amortyzatorów w celu tłumienia szarpnięć. Oprócz przyspieszenia, materiał wybuchowy zabiera na pokład o rząd wielkości więcej ładunku użytecznego niż rakieta napędzana chemikaliami.
„Ten pomysł jest atrakcyjny, ponieważ tylko za pomocą eksplodującego statku kosmicznego można przyspieszyć do znacznych prędkości relatywistycznych, wtedy odległe planety Układu Słonecznego staną się dostępne i będzie można zorganizować pierwszą międzygwiezdną wyprawę” - wyjaśnia RIA Novosti Anton Pervushin, pisarz science fiction, specjalista w dziedzinie historii astronautyki …
Naukowcy obliczyli, że jeśli zdetonujesz jeden ładunek co trzy sekundy, to z przyspieszeniem o jeden statek osiągnie trzy procent prędkości światła i poleci do najbliższego układu gwiezdnego, Alpha Centauri, za 140 lat.
Idea kosmicznego urządzenia napędowego opartego na wybuchach jądrowych została również wyrażona przez radzieckiego fizyka Andrieja Sacharowa w 1962 roku. Jego koncepcja została uznana za bardzo złożoną, ale obiecującą.
Wszystkie prace nad materiałami wybuchowymi zostały wstrzymane w 1963 r., Kiedy podpisano międzynarodowy traktat zakazujący testów broni jądrowej w atmosferze, kosmosie i pod wodą.
Schemat wybuchu „Orion” / ilustracja RIA Novosti. NASA.
Film promocyjny:
Wybuch termojądrowy
W 1971 roku niemiecki fizyk Friedward Winterberg zaproponował przyspieszenie statku kosmicznego za pomocą reakcji termojądrowej wywołanej wiązką elektronów.
Reakcja termojądrowa jest 26 milionów razy bardziej energetyczna niż chemiczne paliwo rakietowe wodorowo-tlenowe i daje rząd wielkości więcej energii niż reakcja jądrowa. Ale o rząd wielkości mniej niż eksplozja w interakcji materii i antymaterii. Problem polega na tym, że ze wszystkich potencjalnych rodzajów paliw tylko reakcja rozszczepienia jądrowego została zrealizowana i wykazała swoją skuteczność.
Mimo utopizmu idei silnika termojądrowego poparli go członkowie Brytyjskiego Towarzystwa Międzyplanetarnego, a dwa lata później powołali oni do życia projekt Daedalus.
Fuzja termojądrowa zachodzi w trzewiach gwiazd. Aby go uruchomić na Ziemi, potrzebne są potworne temperatury i paliwo wytwarzane z wodoru lub wodoru i helu. Obliczenia wykazały, że energia termojądrowej syntezy mieszaniny deuteru i helu-3 może rozwinąć 12 proc. Prędkości światła - 36 tysięcy kilometrów na sekundę. Dedal dotarłby do Gwiazdy Bernarda, 5,9 lat świetlnych od Ziemi, w pół wieku. Dla porównania: najszybszy statek kosmiczny Voyager 1 przyspieszył do 17,02 kilometrów na sekundę dzięki wspomaganiu grawitacyjnemu w pobliżu Saturna.
Strukturalnie statek był dużym zbiornikiem paliwa, skąd co sekundę, małymi porcjami, wrzucane jest paliwo do komory spalania. Produkty spalania plazmowego kierowane są do dysz przez silne pola magnetyczne.
W 1978 r. Wstrzymano prace nad „Dedalem”.
„Niestety, projekty wybuchowe nie mogą w pełni rozwinąć się ze względu na podpisany w 1963 roku traktat zakazujący prób jądrowych w trzech środowiskach (ocean, atmosfera i kosmos). Dopóki nie zostanie zmieniony, wszelkie koncepcje eksplozji pozostają czysto teoretyczne”- zauważa Anton Pervushin.
Projekt statku na paliwo termojądrowe / Icarus Interstellar.
Dwieście lat czekania
W 2010 roku pasjonaci podjęli kolejną próbę ożywienia marzenia o eksplozji i założyli projekt Icarus. Byli wspierani przez British Interplanetary Society i Tau Zero Foundation.
Uczestnicy projektu Icarus przyjęli za podstawę rozwój Dedala i przeanalizowali główne aspekty przyszłej misji. Proponuje się jednorazowe wystrzelenie małej, bezzałogowej sondy na termojądrowym urządzeniu napędowym do kilku celów w promieniu 15 lat świetlnych od nas. Aby szczegółowo zbadać jedną lub dwie gwiazdy i sześć lub siedem planet, potrzebny będzie cały kompleks sprzętu ważący około dwustu ton. Możesz wypełnić hel-3, którego na Ziemi jest niewiele, na orbicie gazowych gigantów, takich jak Jowisz. Biorąc pod uwagę tempo rozwoju technologii, taka misja będzie możliwa dopiero o 2300.
Oprócz ograniczeń prawnych, projekty wybuchowe mają wiele nierozwiązanych problemów technicznych. Nie jest jasne, skąd wziąć paliwo do reakcji termojądrowej, jak wprowadzić je do komory, jak tłumić przyspieszenie, jak chronić załogę przed promieniowaniem kosmicznym i ogólnie, który z napędów kosmicznych będzie najbardziej wydajny.
Niemniej jednak, według Pervushina, jeśli kiedyś ludzie zechcą wysłać duży statek kosmiczny do najbliższych gwiazd, po prostu nie ma innej opcji niż wybuchowa.
Tatiana Pichugina